JP2982090B2 - Method and apparatus for measuring torque in valve actuator - Google Patents

Method and apparatus for measuring torque in valve actuator

Info

Publication number
JP2982090B2
JP2982090B2 JP3354325A JP35432591A JP2982090B2 JP 2982090 B2 JP2982090 B2 JP 2982090B2 JP 3354325 A JP3354325 A JP 3354325A JP 35432591 A JP35432591 A JP 35432591A JP 2982090 B2 JP2982090 B2 JP 2982090B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
worm
spring
thrust
torque
detection sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP3354325A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH05172663A (en
Inventor
修 岡田
雄治 千葉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Gear Co Ltd
Original Assignee
Nippon Gear Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Gear Co Ltd filed Critical Nippon Gear Co Ltd
Priority to JP3354325A priority Critical patent/JP2982090B2/en
Publication of JPH05172663A publication Critical patent/JPH05172663A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2982090B2 publication Critical patent/JP2982090B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0061Force sensors associated with industrial machines or actuators

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、発電所や化学プラント
施設に使用される弁装置を開閉駆動するためのバルブア
クチュエータにおけるトルク測定方法と、その装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring torque in a valve actuator for opening and closing a valve device used in a power plant or a chemical plant, and a device therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】発電所やプラントには、比較的大型の弁
装置が数多く使用され、それらの弁装置を駆動するバル
ブアクチュエータにも、出力トルク大きいものが使用さ
れている。バルブアクチュエータには、トルクリミット
手段が内臓されており、特に高出力のバルブアクチュエ
ータにおいては、出力トルクを制限するようにして、過
剰駆動による弁装置の損傷を防止している。
2. Description of the Related Art In power plants and plants, a large number of relatively large valve devices are used, and valve actuators for driving those valve devices also use large output torque. The valve actuator has a built-in torque limiting means. Particularly in a high-output valve actuator, the output torque is limited to prevent damage to the valve device due to excessive driving.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

【0003】従来は、上記バルブアクチュエータのトル
クリミット手段に、異常や故障を生じた場合、もしく
は、保守点検で出力トルクの確認試験を行う場合であっ
ても、バルブアクチュエータを弁装置から外して工場へ
送り返したり、又はトルク試験専用の測定器具をバルブ
アクチュエータの設置現場に運んで試験していた。
Conventionally, even when an abnormality or failure occurs in the torque limit means of the valve actuator, or when a test for confirming the output torque is performed by maintenance and inspection, the valve actuator is detached from the valve device and the factory is removed. The test was carried out by returning the test instrument to a valve actuator or to a site where the valve actuator was installed.

【0004】しかし、発電所や化学プラント等の複雑な
制御システムに使用される弁装置においては、1つの弁
装置の使用不能が制御系全体に影響を及ぼし、システム
ダウン等の事態を発生する原因になる。そのため、バル
ブアクチュエータを工場へ送り返すには、代替えを用意
するか、もしくは弁装置の受け持つ制御系に別ルートの
バイパスを形成するなどの対策が必要となる。
However, in a valve device used in a complicated control system such as a power plant or a chemical plant, the inability to use one valve device affects the entire control system and causes a system down or the like. become. Therefore, in order to send the valve actuator back to the factory, it is necessary to take measures such as preparing an alternative or forming a bypass of another route in the control system of the valve device.

【0005】さらに、原子力発電所等の弁装置に使用さ
れるバルブアクチュエータは、取り外して発電所外に持
ち出せなかったり、保守点検に接近するのも容易でない
ものもあり、出力トルクの確認試験は容易ではない。本
発明は、バルブアクチュエータを取り外すことなく、常
に正確な出力トルクをうる方法とその装置を提供するこ
とである。
Further, valve actuators used in valve devices of nuclear power plants and the like cannot be removed and taken out of the power plant, and some of them are not easy to approach for maintenance and inspection. is not. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for always obtaining an accurate output torque without removing a valve actuator.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明のトルク測定方法
は、ウォームホイールにかかる負荷抵抗を、ウォームの
軸線方向の推力に変換し、その推力に抗するバネを、ウ
ォームと固定基部の間に介在して、ウォームホイールに
所要のトルクを発生するようにしたバルブアクチュエー
タにおいて、ウォームが軸線方向のいずれか一方に推力
を発生するとき、その推力を電気的に検出して、トルク
値を所要に算出するとともに、ウォームに発生する推力
の検出に際して、推力の発生時点から最大推力を得るま
での過程におけるウォームの位置と、そのウォームの位
置に対応した推力の対比を求めて、バネの撓み量対反発
力のバネ特性を検出し、ウォームが他の方向に推力を発
生するときには、ウォームの移動量を検出して、前記バ
ネ特性におけるウォームの移動量から、バネの反発力を
求めて出力トルクを所要に算出することを特徴としてい
る。
According to the torque measuring method of the present invention, a load resistance applied to a worm wheel is converted into an axial thrust of the worm, and a spring resisting the thrust is provided between the worm and the fixed base. When a worm generates a thrust in one of the axial directions in a valve actuator that generates a required torque on the worm wheel by intervening, the thrust is electrically detected and the torque value is set to the required value. In calculating and detecting the thrust generated in the worm, a comparison between the position of the worm in the process from the time of generation of the thrust to the time when the maximum thrust is obtained and the thrust corresponding to the position of the worm is obtained, and the amount of deflection of the spring is calculated. When the spring characteristic of the repulsive force is detected, and when the worm generates a thrust in another direction, the moving amount of the worm is detected, and the worm in the spring characteristic is detected. From the amount of movement of the over arm, it is characterized in that to calculate the output torque to a required seeking repulsive force of the spring.

【0007】また、本発明のトルク測定装置は、負荷に
連結されたウォームホイールと、ウォームホイールと噛
合し、かつ軸線方向には移動自在に、回転方向には回転
不能に、駆動軸に連結されたウォームと、ウォームの一
方の端部と所要固定部の間に介在したトルク発生用のバ
ネと、バネの固定部側と固定基部の間に介在し、バネの
固定部側と固定基部との間の押圧力を検出する圧力検知
センサと、ウォームに所要に連係して、ウォームの位置
情報を検出する位置検出センサと、圧力検知センサと位
置検出センサの出力信号を入力して、圧力検知センサが
加圧された時には、その圧力をトルク値に換算して出力
するとともに、その圧力検知センサが加圧されている期
間のバネの撓み対反発力のバネ特性を検出して、バネ特
性を更新し、かつ圧力センサ非加圧時には、ウォームの
移動量に基づき再更新されたバネ特性からその時のトル
ク値を算出するマイクロコンピュータ制御部とを備えた
ことを特徴としている。
Further, a torque measuring device according to the present invention includes a worm wheel connected to a load, and a worm wheel that meshes with the worm wheel and that is connected to a drive shaft so as to be movable in an axial direction and non-rotatable in a rotational direction. A worm, a spring for generating torque interposed between one end of the worm and a required fixed portion, and a spring interposed between the fixed portion side and the fixed base portion of the spring, and a spring formed between the fixed portion side of the spring and the fixed base portion. A pressure detection sensor for detecting a pressing force between the pressure sensor, a position detection sensor for detecting the position information of the worm in association with the worm as required, and an output signal of the pressure detection sensor and the position detection sensor, and a pressure detection sensor. Is pressurized, the pressure is converted into a torque value and output, and the pressure detection sensor updates the spring characteristics by detecting the spring characteristics of the spring deflection versus the repulsion force during the pressurized period. And The force sensor non pressurized, is characterized in that a microcomputer controller for calculating a torque value at that time from the spring characteristic that is updated again based on the amount of movement of the worm.

【0008】[0008]

【作用】ウォームに、それの軸線方向の一方に推力が発
生して、トルク発生用のバネの固定基部に圧力が発生す
る時に、ウォームの移動量検出手段と圧力検出手段によ
ってウォームの移動量と圧力を検出し、その際に、圧力
からは出力トルクを換算して求めるとともに、ウォーム
の移動量と圧力からはバネのバネ特性を求めておき、ウ
ォームに他方向の推力が発生した時に前記バネ特性から
ウォームの移動量検出手段が検出したウォームの移動量
に基づいてそのウォームに発生した推力の大きさを求
め、出力トルクを算出する。
When the thrust is generated in one of the axial directions of the worm and pressure is generated at the fixed base of the torque generating spring, the worm movement detection means and the pressure detection means determine the worm movement amount. The pressure is detected, and at that time, the output torque is converted from the pressure and calculated, and the spring characteristic of the spring is calculated from the movement amount of the worm and the pressure. Based on the characteristic, the magnitude of the thrust generated in the worm is obtained based on the worm movement detected by the worm movement detecting means, and the output torque is calculated.

【0009】[0009]

【実施例】図1は、本発明の一実施例の要部横断面図を
示すものである。バルブアクチュエータ(1)は、駆動モ
ータ(2)の出力軸(3)に連結する入力軸(4)を備え、該
入力軸(4)にはウォームギア(5)が連結している。ウォ
ームギア(5)におけるウォーム(6)は、入力軸(4)に設
けたスプライン軸(4a)に外嵌し、軸線方向には移動自在
に、回転方向には回転不能に入力軸(4)と結合してい
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of an embodiment of the present invention. The valve actuator (1) has an input shaft (4) connected to an output shaft (3) of a drive motor (2), and a worm gear (5) is connected to the input shaft (4). The worm (6) of the worm gear (5) is fitted around a spline shaft (4a) provided on the input shaft (4), is movable in the axial direction, and cannot rotate in the rotation direction. Are combined.

【0010】ウォームギア(5)におけるウォーム(6)と
噛合するウォームホイール(7)は、ウォームホイール
(7)の中心部に回転不能に結合するナット部材(8)を備
え、ナット部材(8)は、出力軸(9)のねじ部(9a)に螺合
している。バルブアクチュエータ(1)における出力軸
(9)は、通常ゲートバルブのステム軸に相当し、それの
上端部にはナット部材(8)に螺合するネジ(9a)が刻設さ
れ、下端部には弁装置(図示略)の弁体が結合されると
ともに上下の軸線方向に摺動自在で回転方向に回転不能
となっている。
The worm wheel (7) meshing with the worm (6) in the worm gear (5) is a worm wheel.
A nut member (8) that is non-rotatably coupled to the center of (7) is provided, and the nut member (8) is screwed to a screw portion (9a) of the output shaft (9). Output shaft in valve actuator (1)
(9) generally corresponds to the stem axis of the gate valve, and a screw (9a) screwed into the nut member (8) is engraved at the upper end thereof, and a valve device (not shown) is formed at the lower end thereof. The valve body is coupled and slidable in the vertical axis direction and cannot rotate in the rotation direction.

【0011】弁装置におけるステム軸をなす出力軸(9)
は、弁装置の弁閉止作動し、弁が全閉したときに最下降
端に至り、出力軸(9)の下降がそれ以上不能となり、負
荷抵抗が急激に増加する。
Output shaft (9) serving as a stem shaft in the valve device
When the valve is closed, the valve reaches its lowest end when the valve is fully closed, so that the output shaft (9) cannot be lowered any more and the load resistance increases rapidly.

【0012】同様に、弁開作動の際に、弁が全開したと
き最上昇端に至り、所要のストッパに当接し、それ以上
の上昇を不能とするとともに負荷抵抗が急激に増加す
る。ウォーム(6)は、弁全閉もしくは弁全開時における
出力軸(9)の移動の不能に際して、ウォームホイール
(7)が回転不能になることにより、ネジ送り作用を受け
て軸線方向に推力を発生する。
Similarly, when the valve is fully opened during the valve opening operation, the valve reaches the uppermost end, abuts against a required stopper, making it impossible to further raise the valve, and the load resistance rapidly increases. When the output shaft (9) cannot move when the valve is fully closed or the valve is fully opened, the worm (6)
When (7) cannot rotate, it receives a screw feed action and generates a thrust in the axial direction.

【0013】ウォーム(6)における駆動モータ(2)と反
対側の右端部は、軸線方向に延長され、ラジアル・スラ
スト軸受(10)を介して、左端に拡径段部(11)を備えた摺
動軸(12)の前記拡径段部(11)の内腔(11a)に連結されて
いる。
The right end of the worm (6) opposite to the drive motor (2) is extended in the axial direction and is provided with a radially enlarged step (11) at the left end via a radial thrust bearing (10). The sliding shaft (12) is connected to the inner cavity (11a) of the enlarged diameter step (11).

【0014】ラジアル・スラスト軸受(10)の内環(10a)
は、ウォーム(6)の延長部(6a)の段部(6b)にナット(13)
で固着され、同じく外環(10b)は、摺動軸(12)の内腔(11
a)の段部(11b)に嵌合されて、止め輪(14)で抜け止さ
れ、ウォーム(6)と摺動軸(12)は、軸線回りには回転自
在に、軸線方向には移動不能に連結されている。
The inner ring (10a) of the radial thrust bearing (10)
The nut (13) on the step (6b) of the extension (6a) of the worm (6)
The outer ring (10b) is also fixed to the bore (11) of the sliding shaft (12).
The worm (6) and the sliding shaft (12) are rotatable around the axis and move in the axial direction by being fitted into the step (11b) of (a) and being locked by the retaining ring (14). It is linked to impossible.

【0015】摺動軸(12)の拡径段部(11)の外周は、ケー
シング(15)に設けた軸孔(16)に、摺動自在に嵌合してい
る。摺動軸(12)の右方向に延出した縮径軸(17)には、多
段の皿バネ(18)が嵌設され、皿バネ(18)の拡径段部(11)
側の左端には、拡径段部(11)の外径より大径のワッシャ
(19)が、その反対側の皿バネ(18)右端には、ワッシャ(1
9)と同径かもしくは若干小径のワッシャ(20)がそれぞれ
当接され、そのワッシャ(20)の右方は、皿バネ(18)を所
要初期圧まで圧縮するようにナット(21)で押さえられて
いる。ワッシャ(19)と(20)は、縮径軸(17)に対して軸線
方向に摺動自在に嵌合している。
The outer periphery of the enlarged diameter step (11) of the sliding shaft (12) is slidably fitted in a shaft hole (16) provided in a casing (15). A multi-stage disc spring (18) is fitted on the diameter-reducing shaft (17) extending rightward of the sliding shaft (12), and the diameter-expanding step (11) of the disc spring (18) is fitted.
On the left end of the side, a washer with a diameter larger than the outer diameter of the step (11)
(19) has a washer (1)
A washer (20) of the same diameter as or slightly smaller than that of (9) is abutted, and the right side of the washer (20) is pressed with a nut (21) to compress the disc spring (18) to the required initial pressure. Have been. The washers (19) and (20) are fitted slidably in the axial direction with respect to the reduced diameter shaft (17).

【0016】摺動軸(12)の拡径段部(11)側のワッシャ(1
9)は、拡径段部(11)が嵌合する軸孔(16)の右端に設けた
拡径段部(22)に当接し、左方には移動不能になってい
る。右方のワッシャ(20)は、それの外周附近の右側に、
有底筒体(23)の開口端部(23a)が当接している。
The washer (1) on the side of the enlarged diameter step (11) of the sliding shaft (12).
9) is in contact with the enlarged diameter step (22) provided at the right end of the shaft hole (16) into which the enlarged diameter step (11) is fitted, and cannot move to the left. The right washer (20) is on the right side near its outer periphery,
The open end (23a) of the bottomed cylinder (23) is in contact.

【0017】有底筒体(23)の底部(24)中央には、右方に
突出する中空軸(25)が設けられ、中空軸(25)の右端は、
圧力感知センサ(26)の中央に螺合し、かつナット(27)で
絞め付けられて圧力感知センサ(26)に固定されている。
At the center of the bottom (24) of the bottomed cylinder (23), a hollow shaft (25) projecting rightward is provided, and the right end of the hollow shaft (25) is
It is screwed into the center of the pressure sensor (26), and is narrowed down by a nut (27) and fixed to the pressure sensor (26).

【0018】圧力感知センサ(26)は、通称ロードセル等
と称され、加圧によって生じる極わずかの歪や変位を計
り、その歪量や変位量を加圧力や荷重に換算し、電気的
に力を計るものである。
The pressure sensing sensor (26) is generally called a load cell or the like, and measures a very small strain or displacement caused by pressurization, converts the amount of strain or displacement into a pressing force or a load, and outputs an electric force. Is measured.

【0019】圧力感知センサ(26)には、歪や変位を電気
的に検出するためのストレンゲージや半導体圧力センサ
等が内蔵されている。圧力感知センサ(26)は、軸孔(16)
を形成するケーシング(15)に固設された延長筒体(28)の
端部にその外周部分が固着されている。
The pressure sensor (26) has a built-in strain gauge, semiconductor pressure sensor, and the like for electrically detecting strain and displacement. The pressure sensor (26) has a shaft hole (16)
The outer peripheral portion is fixed to the end of the extension cylinder (28) fixed to the casing (15) forming the above.

【0020】圧力感知センサ(26)を右方から押さえ付け
ている押さえ板(29)の中央には、差動トランス式の位置
検出センサ(30)が設けられ、その位置検出センサ(30)の
可動部(可動鉄心)(31)は、前記摺動軸(12)の縮径軸(1
7)の右端に、中空軸(25)の中を通して固着されている。
A differential transformer type position detecting sensor (30) is provided at the center of a pressing plate (29) for pressing the pressure detecting sensor (26) from the right side. The movable part (movable iron core) (31) is provided with a reduced diameter axis (1
At the right end of 7), it is fixed through the hollow shaft (25).

【0021】しかして、バルブアクチュエータ(1)の稼
働時に弁全開位置に達して、ウォーム(6)が右方に推力
をうけると、摺動軸(12)はワッシャ(19)を押圧しつつ皿
バネ(18)を圧縮し、縮径軸(17)はワッシャ(20)の内孔を
摺動して右方に突出する。
When the worm (6) receives a thrust to the right when the valve actuator (1) reaches the fully opened position during operation of the valve actuator (1), the sliding shaft (12) pushes the washer (19) while pressing the washer (19). The spring (18) is compressed, and the reduced diameter shaft (17) slides through the inner hole of the washer (20) and projects rightward.

【0022】この際の摺動軸(12)の移動量は、位置検出
センサ(30)の可動部(31)の移動量により正確に計られ
る。また、皿バネ(18)を圧縮した圧力はワッシャ(20)か
ら有底筒体(23)を介して圧力感知センサ(26)に伝達さ
れ、その皿バネ(18)の圧縮力が計られる。上述の皿バネ
(18)に圧縮された反発力は、ウォーム(6)を左方向に押
返し、ウォームホイール(7)にその反発力相当のトルク
を発生している。
The amount of movement of the sliding shaft (12) at this time is accurately measured by the amount of movement of the movable part (31) of the position detection sensor (30). The pressure of the disc spring (18) is transmitted from the washer (20) to the pressure sensor (26) via the bottomed cylinder (23), and the compression force of the disc spring (18) is measured. The above-mentioned disc spring
The repulsion force compressed in (18) pushes the worm (6) back to the left, and generates a torque corresponding to the repulsion force on the worm wheel (7).

【0023】一方、バルブアクチュエータ(1)の稼働時
に弁全閉位置に達してウォーム(6)が左方に推力をうけ
ると、摺動軸(12)はナット(21)で右方が押さえられたワ
ッシャ(20)を押圧しつつ左方に移動する。
On the other hand, when the valve reaches the fully closed position and the worm (6) receives a thrust to the left during operation of the valve actuator (1), the sliding shaft (12) is pressed to the right by the nut (21). Press the washer (20) and move it to the left.

【0024】この際、左方のワッシャ(19)は拡径段部(2
2)に当接して左方には移動不能となっているので、縮径
軸(17)はワッシャ(19)の内孔を左方に摺動して皿バネ(1
8)を圧縮する。
At this time, the washer (19) on the left side is
2), the reduced diameter shaft (17) slides to the left through the inner hole of the washer (19) and slides the disc spring (1).
8) Compress.

【0025】この摺動軸(12)の移動量は、位置検出セン
サ(30)により正確に計られている。なお、摺動軸(12)と
ウォーム(6)は、軸線方向に対して一体に結合されてい
るので、摺動軸(12)の移動量とウォーム(6)の移動量と
は同一である。上記摺動軸(12)の左方移動に際しては、
圧力感知センサ(26)に何等荷重はかからない。
The amount of movement of the sliding shaft (12) is accurately measured by the position detection sensor (30). Since the sliding shaft (12) and the worm (6) are integrally connected in the axial direction, the moving amount of the sliding shaft (12) and the moving amount of the worm (6) are the same. . When moving the sliding shaft (12) to the left,
No load is applied to the pressure sensor (26).

【0026】しかし、本発明においては、以下のように
して、ウォーム(6)の左方移動時の皿バネ(18)の圧縮
力、即ち発生トルクを知ることができるようになってい
る。図2は、上記目的を達成するための、電気回路であ
る。
However, in the present invention, the compression force of the disc spring (18) when the worm (6) moves to the left, that is, the generated torque, can be known as follows. FIG. 2 is an electric circuit for achieving the above object.

【0027】(32)(33)は、アナログ/ディジタル変換
器、(34)は、マイクロコンピュータ制御部、(35)は、表
示器、(36)は、通信用インターフエース、(37)は、中央
監視親局、(38)は、ICカード、(39)は、マイクロコン
ピュータ制御部(34)のROM(リード・オンリー・メモ
リ)、(40)は、同じくマイクロコンピュータ制御部(34)
のRAM(ランダム・アクセス・メモリ)である。
(32) and (33) are analog / digital converters, (34) is a microcomputer control unit, (35) is a display, (36) is a communication interface, and (37) is Central monitoring master station, (38) is an IC card, (39) is a ROM (read only memory) of a microcomputer control unit (34), and (40) is a microcomputer control unit (34).
(Random access memory).

【0028】マイクロコンピュータ制御部(34)は、位置
検出センサ(30)の出力信号(L)と圧力感知センサ(26)
の出力信号(F)を、それぞれアナログ/ディジタル変
換器(32)(33)で変換した後に入力し、図3に示す皿バネ
(18)の撓み特性を検出する。
The microcomputer control unit (34) includes an output signal (L) of the position detection sensor (30) and a pressure sensing sensor (26).
After the output signal (F) is converted by the analog / digital converters (32) and (33), respectively, and inputted, the disc spring shown in FIG.
The bending characteristic of (18) is detected.

【0029】撓み特性の初期値(A)は、予め工場出荷
時、または、設置試験時等において、撓み量すなわちウ
ォーム(6)の右方移動量を大きく与え、幅広いウォーム
(6)の移動範囲の特性を求めておくのが好ましい。
The initial value (A) of the bending characteristic is set so as to give a large amount of bending, that is, the rightward movement of the worm (6) in advance at the time of shipment from a factory or during an installation test.
It is preferable to obtain the characteristics of the movement range of (6).

【0030】この撓み特性の初期値(A)は、ROM(3
9)に記録されている。撓み特性の初期値(A)は、バル
ブアクチュエータ(1)が稼働を開始してウォーム(6)が
右方に移動し、圧力感知センサ(26)の出力(F)を得る
度にその時のウォーム(6)の移動量のデータ、すなわち
位置検出センサ(30)の出力(L)とに基づいて変化があ
れば更新され、その更新された撓み特性の更新値(B)
は、電池(41)でバックアップされたRAM(40)に記録さ
れる。
The initial value (A) of the deflection characteristic is determined by the ROM (3
Recorded in 9). The initial value (A) of the flexure characteristic is determined each time the valve actuator (1) starts operating and the worm (6) moves to the right and the output (F) of the pressure sensor (26) is obtained. If there is a change based on the movement amount data of (6), that is, the output (L) of the position detection sensor (30), the data is updated, and the updated bending characteristic update value (B) is updated.
Is stored in the RAM (40) backed up by the battery (41).

【0031】また、更新値(B)は、電池(42)を内蔵し
たICカード(38)に記録したり、表示器(35)に表示した
り、通信用インターフエース(36)を介して、中央監視親
局(37)へ送り出したりすることができる。
The updated value (B) is recorded on an IC card (38) containing a battery (42), displayed on a display (35), or transmitted via a communication interface (36). It can be sent to the central monitoring master station (37).

【0032】ウォーム(6)が左方に移動するときには、
図4に示す如く、上記RAM(40)やICカード(38)に記
録されている更新値(B)に基づいて左方への移動量
(L)から圧力(F)が求められ、出力トルクが算出さ
れる。
When the worm (6) moves to the left,
As shown in FIG. 4, the pressure (F) is obtained from the moving amount (L) to the left based on the updated value (B) recorded in the RAM (40) or the IC card (38), and the output torque is obtained. Is calculated.

【0033】これにより、常に圧力感知センサ(26)によ
り校正された正確な圧力に基づき、ウォーム(6)のいず
れの移動方向についても常に正確な出力トルクを得るこ
とができる。
Thus, an accurate output torque can be always obtained in any moving direction of the worm (6) based on the accurate pressure calibrated by the pressure sensor (26).

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明は次の効果を奏する。 (a) 直接圧力感知センサで計測した圧力の値、もしく
はその圧力値で校正された最新の撓み特性データから求
められた値をもってバルブアクチュエータの出力トルク
が求められるので、信頼性の高いバルブの開閉制御が行
える。 (b) バネの撓み特性データの初期値と更新された校正
値の隔たりから、バルブアクチュエータの機構部の疲労
や磨耗を検出することができ、故障や不具合の早期発見
を可能とし、化学プラントや発電所等のバルブ制御シス
テムのシステムダウンを未然に防止することができる。 (c) バネの撓み特性を電気的に検出するので、ICカ
ードや通信手段により、最新のデータや履歴データの移
動や通信が容易となり、保守点検時期の見積等を容易に
することができる。
The present invention has the following effects. (a) Since the output torque of the valve actuator is obtained using the pressure value measured by the direct pressure sensor or the value obtained from the latest deflection characteristic data calibrated with the pressure value, highly reliable opening and closing of the valve Control can be performed. (b) From the difference between the initial value of the spring deflection characteristic data and the updated calibration value, fatigue and wear of the valve actuator mechanism can be detected, and failures and failures can be detected at an early stage. System down of a valve control system of a power plant or the like can be prevented. (c) Since the deflection characteristics of the spring are electrically detected, the latest data and history data can be easily moved and communicated by the IC card and the communication means, and the maintenance and inspection time can be easily estimated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すバルブアクチュエータ
の要部横断面図でる。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a valve actuator showing one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の電気信号処理を行う一実施例を示す電
気的ブロック図である。
FIG. 2 is an electric block diagram showing an embodiment for performing electric signal processing of the present invention.

【図3】ROMまたはRAMにバネの撓み特性を記録す
るときの特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram when recording a deflection characteristic of a spring in a ROM or a RAM.

【図4】予め記録されたバネの撓み特性から、ウォーム
の移動量に基づいてトルクを求める時の特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram when a torque is obtained based on a movement amount of a worm from a deflection characteristic of a spring recorded in advance.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1)バルブアクチュエータ (2)駆動モータ (3)出力軸 (4)入力軸 (4a)スプライン軸 (5)ウォームギア (6)ウォーム (6a)延長部 (6b)段部 (7)ウォームホイ
ール (8)ナット部材 (9)出力軸 (9a)ねじ部 (10)ラジアル・ス
ラスト軸受 (10a)内環 (10b)外環 (11)拡径段部 (11a)内腔 (11a)内腔 (11b)段部 (12)摺動軸 (13)ナット (14)止め輪 (15)ケーシング (16)軸孔 (17)縮径軸 (18)皿バネ (19)(20)ワッシャ (21)ナット (22)拡径段部 (23)有底筒体 (24)開口端部 (25)中空軸 (26)圧力感知セン
サ (27)ナット (28)延長筒体 (29)押さえ板 (30)位置検出セン
サ (31)可動部(可動鉄心) (32)(33)アナログ
/ディジタル変換器 (34)マイクロコンピュータ制御部 (35)表示器 (36)通信用インターフエース (37)中央監視親局 (38)ICカード (39)ROM (40)RAM (41)(42)電池 (A)初期値 (B)更新値 (L)(F)出力信号
(1) Valve actuator (2) Drive motor (3) Output shaft (4) Input shaft (4a) Spline shaft (5) Worm gear (6) Worm (6a) Extension (6b) Step (7) Worm wheel (8 ) Nut member (9) Output shaft (9a) Screw (10) Radial thrust bearing (10a) Inner ring (10b) Outer ring (11) Expanded step (11a) Lumen (11a) Lumen (11b) Step (12) Sliding shaft (13) Nut (14) Retaining ring (15) Casing (16) Shaft bore (17) Reduced diameter shaft (18) Disc spring (19) (20) Washer (21) Nut (22 ) Expanding step (23) Bottomed cylinder (24) Open end (25) Hollow shaft (26) Pressure sensor (27) Nut (28) Extension cylinder (29) Holding plate (30) Position detection sensor (31) Moving parts (moving iron core) (32) (33) Analog / digital converter (34) Microcomputer control part (35) Display (36) Communication interface (37) Central monitoring master station (38) IC Card (39) ROM (40) RAM (41) (42) Battery (A) Initial value (B) Update value (L) (F) Output signal

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01L 3/14 G01L 25/00 F16K 31/04 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01L 3/14 G01L 25/00 F16K 31/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ウォームホイールにかかる負荷抵抗を、
ウォームの軸線方向の推力に変換し、その推力に抗する
バネを、ウォームと固定基部の間に介在して、ウォーム
ホイールに所要のトルクを発生するようにしたバルブア
クチュエータにおいて、 ウォームが軸線方向のいずれか一方に推力を発生すると
き、その推力を電気的に検出して、トルク値を所要に算
出するとともに、ウォームに発生する推力の検出に際し
て、推力の発生時点から最大推力を得るまでの過程にお
けるウォームの位置と、そのウォームの位置に対応した
推力の対比を求めて、バネの撓み量対反発力のバネ特性
を検出し、 ウォームが他の方向に推力を発生するときには、ウォー
ムの移動量を検出して、前記バネ特性におけるウォーム
の移動量から、バネの反発力を求めて出力トルクを所要
に算出することを特徴とするバルブアクチュエータにお
けるトルク測定方法。
1. A load resistance applied to a worm wheel,
A valve actuator that converts the thrust into the axial direction of the worm, and interposes a spring against the thrust between the worm and the fixed base to generate a required torque on the worm wheel. When a thrust is generated in one of them, the thrust is electrically detected, the torque value is calculated as required, and the process from when the thrust is generated until the maximum thrust is obtained when detecting the thrust generated in the worm The worm position is compared with the thrust corresponding to the worm position, and the amount of deflection of the spring versus the spring characteristic of the repulsive force is detected.When the worm generates thrust in the other direction, the amount of movement of the worm And detecting the required output torque by calculating the repulsive force of the spring from the movement amount of the worm in the spring characteristic. Torque measurement method in the actuator.
【請求項2】 負荷に連結されたウォームホイールと、 ウォームホイールと噛合し、かつ軸線方向には移動自在
に、回転方向には回転不能に、駆動軸に連結されたウォ
ームと、 ウォームの一方の端部と所要固定部の間に介在したトル
ク発生用のバネと、 バネの固定部側と固定基部の間に介在し、バネの固定部
側と固定基部との間の押圧力を検出する圧力検知センサ
と、 ウォームに所要に連係して、ウォームの位置情報を検出
する位置検出センサと、 圧力検知センサと位置検出センサの出力信号を入力し
て、圧力検知センサが加圧された時には、その圧力をト
ルク値に換算して出力するとともに、その圧力検知セン
サが加圧されている期間のバネの撓み対反発力のバネ特
性を検出して、バネ特性を更新し、かつ圧力センサ非加
圧時には、ウォームの移動量に基づき再更新されたバネ
特性からその時のトルク値を算出するマイクロコンピュ
ータ制御部とを備えたことを特徴とするバルブアクチュ
エータにおけるトルク測定装置。
2. A worm connected to a load, a worm connected to a drive shaft, the worm being engaged with the worm wheel and being movable in an axial direction but not rotatable in a rotational direction. A torque generating spring interposed between the end and the required fixed portion, and a pressure interposed between the fixed portion side of the spring and the fixed base to detect a pressing force between the fixed portion side of the spring and the fixed base. A detection sensor, a position detection sensor that detects the position information of the worm in association with the worm as required, and an output signal of the pressure detection sensor and the position detection sensor are input, and when the pressure detection sensor is pressurized, The pressure is converted into a torque value and output, and the spring characteristics of the spring deflection versus the repulsion force during the period when the pressure detection sensor is pressurized are detected, the spring characteristics are updated, and the pressure sensor is not pressurized. Sometimes w Torque measuring device in the valve actuator, characterized in that a microcomputer controller for calculating a torque value at that time from the spring characteristic that is updated again based on the amount of movement of the arm.
JP3354325A 1991-12-20 1991-12-20 Method and apparatus for measuring torque in valve actuator Expired - Fee Related JP2982090B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3354325A JP2982090B2 (en) 1991-12-20 1991-12-20 Method and apparatus for measuring torque in valve actuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3354325A JP2982090B2 (en) 1991-12-20 1991-12-20 Method and apparatus for measuring torque in valve actuator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05172663A JPH05172663A (en) 1993-07-09
JP2982090B2 true JP2982090B2 (en) 1999-11-22

Family

ID=18436794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3354325A Expired - Fee Related JP2982090B2 (en) 1991-12-20 1991-12-20 Method and apparatus for measuring torque in valve actuator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2982090B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005188609A (en) * 2003-12-25 2005-07-14 Shikoku Res Inst Inc Diagnosing method for motor operated valve, and its device
WO2006022408A1 (en) 2004-08-24 2006-03-02 Shikoku Research Institute Electrically-operated valve diagnosing method and device therefor
WO2006022044A1 (en) * 2004-08-24 2006-03-02 Shikoku Research Institute Incorporated Method and equipment for diagnosing electric valve
WO2006103925A1 (en) * 2005-03-29 2006-10-05 Shikoku Research Institute Electric valve diagnosing device
JP2006275125A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Tokyo Electric Power Co Inc:The Adapter for electric-operated valve
JP2012026576A (en) * 2011-09-12 2012-02-09 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd Monitoring system of valve device

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4662681B2 (en) * 2002-12-26 2011-03-30 株式会社ショーワ Torque sensor abnormality detection device
WO2006137169A1 (en) 2005-06-23 2006-12-28 Shikoku Research Institute Incorporated Torque measuring method and apparatus for motor-operated valve
JP4967306B2 (en) * 2005-10-24 2012-07-04 日産自動車株式会社 Steering force measuring device and steering force measuring method
CN102012291B (en) * 2010-12-15 2011-12-21 天津埃柯特测控技术有限公司 High-torque valve torque monitoring system
CN104316239A (en) * 2014-10-13 2015-01-28 深圳市一诺仪表设备有限公司 Electric head torque testing system
JP6272267B2 (en) * 2015-04-16 2018-01-31 日本ギア工業株式会社 Torque detection device for electric actuator
KR20210151003A (en) 2020-06-04 2021-12-13 주식회사 엘지화학 Modified conjugated diene polymer, preparing method thereof and rubber composition comprising the same
CN113515819A (en) * 2021-05-25 2021-10-19 南通大学 Torque measuring method for large-torque filter press
CN115979488A (en) * 2023-03-21 2023-04-18 苏州成科自控设备有限公司 Detection device, system and method for output torque of actuator

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005188609A (en) * 2003-12-25 2005-07-14 Shikoku Res Inst Inc Diagnosing method for motor operated valve, and its device
JP4540978B2 (en) * 2003-12-25 2010-09-08 株式会社四国総合研究所 Motorized valve diagnosis method and apparatus
WO2006022408A1 (en) 2004-08-24 2006-03-02 Shikoku Research Institute Electrically-operated valve diagnosing method and device therefor
WO2006022044A1 (en) * 2004-08-24 2006-03-02 Shikoku Research Institute Incorporated Method and equipment for diagnosing electric valve
JPWO2006022408A1 (en) * 2004-08-24 2008-05-08 株式会社四国総合研究所 Motorized valve diagnostic method and diagnostic device
KR100859742B1 (en) * 2004-08-24 2008-09-23 카부시키가이샤시코쿠소우고우켄큐우쇼 Electrically-operated valve diagnosing method and device therefor
US7596457B2 (en) 2004-08-24 2009-09-29 Shikoku Research Institute Electrically operated valve diagnosing method and diagnosing apparatus
WO2006103925A1 (en) * 2005-03-29 2006-10-05 Shikoku Research Institute Electric valve diagnosing device
JP2006275125A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Tokyo Electric Power Co Inc:The Adapter for electric-operated valve
US7836784B2 (en) 2005-03-29 2010-11-23 Shikoku Research Institute Incorporated Motor-operated valve diagnosing device
JP2012026576A (en) * 2011-09-12 2012-02-09 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd Monitoring system of valve device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05172663A (en) 1993-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2982090B2 (en) Method and apparatus for measuring torque in valve actuator
US5469737A (en) Method and apparatus for measuring the axial load and position of a valve stem
US5454273A (en) Motor operated valve actuator diagnostic system and test stand
EP0354240B1 (en) Method and apparatus for monitoring and measuring dynamic loads in thrust inducing systems
US4735101A (en) Motor operated valve analysis and testing system with monitoring of spring pack movement through torque switch post
TWI409398B (en) Improvements to valve actuators
US5487302A (en) Method and system for measuring gate valve clearances and seating force
US20090013752A1 (en) Method and apparatus for diagnosing motor-operated valve
US20050082340A1 (en) Process and device for controlling the pressing force of an electrode holder
US5533410A (en) Motor power measuring cell for motor operated valves
CN101339097A (en) Method of determining deterioration of pressurizing performance of spot welding gun
WO1999060369A1 (en) Permanently instrumented actuated valve assembly, with internally-gauged, permanently instrumented shaft
JPH01503567A (en) Torque measuring device for valve actuation systems
US4860596A (en) Motor operated valve analysis and testing system with monitoring of spring pack movement through torque switch post
US5009101A (en) Method and apparatus for monitoring and measuring dynamic loads in thrust inducing systems
JP2602799B2 (en) Motor valve abnormality diagnosis device
US5257535A (en) Stem stress measuring instrument for valve operating system
JP7015258B2 (en) Condition monitoring device and condition monitoring method for solenoid valve drive unit
US5432436A (en) Method for remotely approximating the stem thurst of motor operated valves
CN201141788Y (en) Integrated testing bench of multi-slewing electric valve device
RU202477U1 (en) Electric drive torque measuring device
JPH0512591B2 (en)
JP2503964Y2 (en) Operating force detection device for electric servo motor
JP2583469B2 (en) Stem shaft thrust load measuring device for valve actuator
CN217505079U (en) Standard force source loading equipment for calibrating tension and torque

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070924

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080924

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090924

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100924

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110924

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees